Экологические проблемы человечества

многими странами Европы, над  Украиной. Разрушение озонового экрана Земли

сопровождается рядом  опасных явных и скрытых негативных воздействий на человека

и живую природу.

Прорыв через «озоновые  дыры» солнечных рентгено- и ультрафиолетовых лучей,

энергия фотонов которых превышает энергию лучей видимого спектра в 50-100

раз, увеличивает число  мощных лесных пожаров. В1996 г. горели леса в

Австралии, Северной и Южной  Америке, Африке, Европе, Юго-Восточной  Азии.

Индонезийский лесной пожар 1997 г., бушевавший почти 5 месяцев, покрыл дымом

не только Индонезию, но и  Малую Азию, Сингапур, достиг Южно-Китайского моря.

Люди задыхались от дыма, потерпел катастрофу авиалайнер.

В 1996 г. Нобелевской премией  по химической экологии удостоены ученые-химики

Шервуд Роуланд, Марио Малина из Калифорнийского университета в Беркли (США) и

Поль Крутцен из Германии за научную гипотезу, выдвинутую ими еще в 1974 г. Их

догадка состоит в том, что разрушителями озона являлись синтезированные

человеком химические вещества, получившие название хлорфторуглероды (ХФУ).

Инертные, негорючие, неядовитые, несложные в производстве, они  получили

широкое распространение-в баллончиках с аэрозолями различного назначения, а

также как охлаждающие  жидкости в холодильниках и кондиционерах, как

растворители (тетрахлорметан, метилхлороформ, бромистый метил), в

производстве пестицидов.

Бромистый метил используется в качестве дезинфицирующего вещества для почв и

товаров (включая карантинную  обработку некоторых продуктов, предназначенных

для международной торговли  ), применяется в качестве добавки к

автомобильному топливу. Из бромистого метила высвобождается бром, который в

30-60 раз разрушительнее  для озона, чем хлор. Другие  химические соединения,

разрушающие озоновый слой , используются в баллонах для тушения пожара, при

изготовлении полистироловых стаканчиков и современных упаковок для фасовки

продуктов и полуфабрикатов.

Пик мирового производства озоноразрушающих веществ пришелся на 1987-1988 гг.

и составил около 1,2-1,4 млн. т  в год. Около 35% производимого объема

приходилось на США, 40%-на страны ЕЭС, 10-12% производила Япония.

Механизм действия фреонов  таков: попадая в верхние слои атмосферы, эти

вещества, инертные у земной поверхности, преображаются. Под воздействием

ультрафиолетового излучения  химические связи в молекулах  ХФУ нарушаются. В

результате выделяется хлор, который при столкновении с молекулой озона

вышибает из нее один атом. Озон перестает быть озоном , превращается в

обычный кислород. Хлор же, соединившись временно с кислородом, вскоре опять

оказывается свободным и  «пускается в погоню» за следующей  «жертвой». Его

активности хватает, чтобы  разрушить десятки тысяч молекул  озона.

В Токио в 1995 г.был опубликован доклад международной экологической

организации, в котором  сделана попытка установить «авторство»  «озоновых дыр»

над Антарктидой. В списке основных озоновых «вредителей» 25 стран, но

бесспорный приоритет  принадлежит США, Японии и Великобритании. Признано, что

из всех промышленных корпораций самый большой вред озоновому  слою (13,7%

мировых озоновых повреждений) нанесла американская компания «Дюпон».

Термин «кислотные дожди» ввел в 1872 г.английский инженер Роберт Смит в книге

«Воздух и дождь: начало химической климатологии». Кислотные дожди, содержащие

растворы серной и азотной  кислот, наносят значительный ущерб  природе. Земля,

водоемы, растительность, животные и постройки становятся их жертвами. В крупных

промышленных городах  Украины с кислотными дождями  на землю в год выпадает до

1500 кг серы на 1км².

При сжигании любого ископаемого  топлива (угля, горючего сланца, мазута) в

составе окисляющегося газа содержатся диокиси серы и азота. В зависимости от

состава топлива их может  быть меньше или больше. Особенно насыщенные

сернистым газом выбросы  дают высокосернистые угли и мазут. Миллионы тонн

диоксидов серы, выбрасываемые  в атмосферу, превращают выпадающие дожди в

слабый раствор кислот.

Окислы азота образуются при соединении азота с кислородом воздуха при высоких

температурах, главным образом в двигателях внутреннего сгорания и котельных

установках. Получение энергии, увы, сопровождается загрязнением окружающей

среды. Дело осложняется  еще и тем, что трубы теплоэлектростанций  стали расти

в высоту и достигают 250-300, даже 400 м, следовательно, выбросы в  атмосферу

теперь рассеиваются на огромные территории.

Дождевая вода , образующаяся при конденсации водяного пара, должна иметь

нейтральную реакцию, т.е. рН (рН-показатель, характеризующий кислотные или

щелочные свойства раствора). Но даже в самом чистом воздухе  всегда есть

диоксид углерода, и дождевая вода, растворяя его, чуть подкисляется (рН 5,6-

5,7). А вобрав кислоты,  образующиеся из диоксидов серы  и азота, дождь

становится заметно кислым. Уменьшение рН на одну единицу означает увеличение

кислотности в 10 раз, на две-в 100 раз и т.д. Мировой рекорд принадлежит

шотландскому городку  Питлокри, где 20 апреля 1974 г. выпал дождь с рН 2,4-это

уже не вода, а что-то вроде  столового уксуса.

В 70-х гг. в реках и  озерах скандинавских стран стала  исчезать рыба, снег в

горах окрасился в серый цвет, листва с деревьев раньше времени устлала землю.

Очень скоро те же явления  заметили в США, Канаде, Западной Европе. В Германии

пострадало 30%, а местами 50% лесов. И все это происходит вдали от городов и

промышленных центров. Выяснилось, что причина всех этих бед-кислотные дожди.

Показатель рН меняется в разных водоемах, но в ненарушенной природной среде

диапазон этих изменений  строго ограничен. Природные воды и  почвы обладают

буферными возможностями, они  способны нейтрализовать определенную часть

кислоты и сохранить среду. Однако очевидно, что буферные способности  природы

небеспредельны.

В водоемы, пострадавшие от кислотных дождей, новую жизнь  могут вдохнуть

небольшие количества фосфатных  удобрений; они помогают планктону  усваивать

нитраты, что ведет к  снижению кислотности воды. Использование  фосфата

дешевле, чем извести, кроме  того, фосфат оказывает меньшее воздействие  на

химию воды.

Земля и растения, конечно, тоже страдают от кислотных дождей: снижается

продуктивность почв, сокращается  поступление питательных веществ, меняется

состав почвенных микроорганизмов.

Огромный вред наносят  кислотные дожди лесам. Леса высыхают, развивается

суховершинность на больших площадях. Кислота увеличивает подвижность в почвах

алюминия, который токсичен для мелких корней, и это приводит к угнетению

листвы и хвои, хрупкости  ветвей. Особенно страдают хвойные  деревья, потому

что хвоя сменяется реже, чем листья, и поэтому накапливает  больше вредных

веществ за один и тот  же период. Хвойные деревья желтеют, у них изреживаются

кроны, повреждаются мелкие корни. Но и у лиственных деревьев изменяется

окраска листьев, преждевременно опадает листва, гибнет часть кроны,

повреждается кора. Естественного  возобновления хвойных и лиственных лесов на

происходит.

Все больший ущерб кислотные  дожди наносят сельскохозяйственным культурам:

повреждаются покровные  ткани растений, изменяется обмен  веществ в клетках,

растения замедляют рост и развитие, уменьшается их сопротивляемость к

болезням и паразитам, падает урожайность.

Специалисты американского  университета штата Северная Каролина изучили

воздействие, оказываемое  кислотными дождями на растения в  период их

максимальной восприимчивости  к факторам внешней среды. Под  влиянием кислотных

дождей непосредственно  после опыления в початках кукурузы формировалось

меньше зерен, чем при  орошении чистой водой. Причем, чем  больше в дождевой

воде содержалось кислоты, тем меньше зерен образовывалось в початках. Вместе

с тем выяснилось, что  кислотные дожди, прошедшие до опыления, не оказывали

заметного влияния на формирование зерен.

Проведены исследования степени  восприимчивости к кислотным  дождям 18 видов

сельскохозяйственных культур  и 11 видов декоративных растений на ранних

стадиях роста. Наиболее подверженными вредоносному воздействию оказались

листья томатов, сои, фасоли, табака, баклажанов, подсолнечника  и хлопчатника.

Наименее восприимчивыми-озимая пшеница, кукурузу, салат, люцерна и клевер.

Кислотные дожди не только убивают живую природу, но и разрушают  памятники

архитектуры. Прочный, твердый  мрамор, смесь окислов кальция (СаО и СО₂

), реагирует с раствором  серной кислоты и превращается  в гипс (СаSО₄

). Смена температур, потоки  дождя и ветер разрушают этот  мягкий материал.

Исторические памятники  Греции и Рима, простояв тысячелетия, в последние годы

разрушаются прямо на глазах. Такая же судьба грозит и Тадж-Махалу-шедевру

индийской архитектуры периода  Великих Моголов, в Лондоне-Тауэру и

Вестминстерскому аббатству. На соборе Св. Павла в Риме слой портлендского

известняка разъеден на 2,5 см. В Голландии статуи на соборе Св.Иоанна тают, как

леденцы. Черными отложениями  изъеден королевский дворец на площади  Дам в

Амстердаме.

Страдают от кислотных  дождей и люди, вынужденные потреблять питьевую воду,

загрязненную токсическими металлами -ртутью, свинцом, кадмием и т.п.

Спасать природу от закисления необходимо. Для этого придется резко снизить

выбросы в атмосферу окислов  серы и азота, но в первую очередь  сернистого

газа, так как именно серная кислота и ее соли на 70-80% обусловливают

кислотность дождей , выпадающих на больших расстояниях от места промышленного

выброса.

Наблюдения за химическим составом и кислотностью осадков  ведут станции,

отбирающие на химический анализ суммарные пробы, на которых  в оперативном

порядке измеряют только величину рН. Пробы осадков на содержание от 11 до 20

компонентов анализируются  в пяти кустовых лабораториях.

В заключение нужно отметить, что каждый должен задуматься над  тем, что он

сделал сегодня для  того, чтобы жизнь на планете завтра не умерла.